[发明专利]铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体是一种铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜的制备方法，该方法主要作为铝表面铬酸盐处理工艺的替代。

背景技术

铝是世界上产量和用量都仅次于钢铁的有色金属。铝合金具有质量轻、比强度高、热导率高、散热性佳等特点。铝合金作为轻型结构材料，质量轻、轻度大，海、陆、空各种运载工具，特别是飞机、导弹、火箭、人造地球卫星等，均使用大量的铝。但是铝具有相当强的电负性，对氧具有强烈的亲和力，在大气中生成较薄氧化膜，这层膜不能满足工业上防护需求，影响产品质量的稳定。

铝及铝合金的化学表面处理方法主要为铬酸盐转化膜法，铬酸盐中六价铬对环境污染严重，对人体健康危害极大，其应用受到限制WEES和ROHS指令严格限制了铬酸盐的使用。

近年来铝合金无铬表面处理技术相继出现，常用的还有基于氟钛酸氟锆酸的陶瓷化处理，稀土金属盐类转化膜，锰盐转化膜及硅烷处理等。钛锆转化处理膜是目前已经工业化应用的产品之一，如日本的饭野恭朗等发明了铝合金表面一种含磷酸盐的含锆、氟的无铬转化法(CN 1123649C)，该转化膜无色。郭瑞光发明了用于铝合金表面的一种含钛盐、硅酸盐和氟化物的处理方法(CN 1683590A)，但转化温度较高，生成的膜层无色，不利于观察。赵兴利等发明了一种铝合金无铬金黄色，含钛盐和有机酸的化学转化膜(CN 1827852A)，但转化温度较高，生成的膜层无色，不利于观察。熊金平等发明了一种铝合金表面化学处理方法（CN 101122017A），由硫酸钛，高锰酸钾，十二烷基苯磺酸钠等组成，该发明成膜为金黄色，但转化温度较高，处理液由于含高锰酸钾颜色深，工艺复杂，耐蚀性能也有待提高。刘常升等发明了一种用于铝合金表面处理的，含氟钛酸、氟锆酸和有机磷酸化合物的处理方法(CN 101161861A)，该发明转化膜无色，且含有磷，容易对环境造成污染。李文芳等发明了一种铝合金表面黄色钝化膜处理液，含氟钛酸、氟锆酸、锰盐、有机酸的处理方法（CN 101967633 A），其缺点在于含有锰盐，处理液颜色深，且处理时间较长，处理液pH值范围较窄。李文芳等发明了一种含公开了一种制备铝合金表面含氟化钾、pH值调节剂以及氟锆酸和/或氟锆酸钾钝化膜的处理液及其处理方法（CN 101985750A），但是其转化膜为黑灰色。梁学云发明了一种用于铝合金的含磷酸、草酸钛钾、氟锆酸、氟化钠、柠檬酸、硝酸的处理方法(CN 101358341A)，该发明含有磷，对水资源有污染。

发明内容

针对现有铝合金无铬表面处理技术存在的问题，如处理温度高，处理液颜色深，耐蚀性能低，转化膜无色不利于工人现场监测等，本发明要解决的技术问题是提出一种新型的无铬的铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜的制备方法。该方法可在铝及其合金表面形成黄色的、均匀的复合转化膜，具有良好耐蚀性及和涂料的结合力，可替代铝合金表面铬酸盐处理工艺。

本发明是一种用于铝合金表面的无铬化学处理方法，处理液的配制方法简单，且处理时间短，处理温度低，无需进行后处理。其中多羟基酯化物采用植物来源的带羧基的有机化合物和处理液为含少量氟化物以及多羟基酯化物的一种无铬化学转化液，该转化液不含有毒的铬及磷酸盐，能在铝合金表面形成具有一定耐腐蚀性能的，黄色的复合转化膜层，可作为铬酸盐转化膜的一种有效替代物。 

本发明的技术方案是: 

技术方案之一：

一种铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜处理液，是由氟钛酸盐、氟锆酸盐、硝酸、氨水、促进剂、多羟基酯化物组成的水溶液，各组分的含量如下：

氟钛酸盐             2g/L～5g/L

氟锆酸盐             1g/L～2.5g/L

硝酸                 2.5g/L～6g/L

氨水                 0.5g/L～2g/L

促进剂               6g/L～9g/L

多羟基酯化物         2g/L～7g/L

所述氟钛酸盐为氟钛酸钾，氟钛酸钠，氟钛酸中的一种或一几种；

所述氟锆酸盐为氟锆酸钾，氟锆酸钠，氟锆酸中的一种或几种；

所述促进剂为氟硼酸钾，氟硼酸钠，氟硼酸、硼酸钠，硼酸钾，硼酸中的一种或几种；

技术方案之二：

上述铝合金表面钛锆/多羟基酯化物复合转化膜处理液中的多羟基酯化物的制备步骤如下：